——訪消防巡檢機器人研發(fā)團隊負責人宣夢克

宣夢克（前排左二）與消防巡檢機器人研發(fā)團隊

星星火苗可以燎原，亦可孕育人間地獄，千百年來人與火的對抗從未停止。當人類的智慧推動科技車輪滾滾向前，科技的力量，掀起了“人火抗爭”新篇章。2020年11月，陜西省文運達生物科技有限公司向西安理工大學(xué)拋來橄欖枝，針對變電站、倉庫等場地火災(zāi)預(yù)防力度弱，火災(zāi)事故易發(fā)這一現(xiàn)實痛點，將產(chǎn)品定位于消防安全領(lǐng)域，期望開發(fā)一款可推向市場的消防安全機器人。2021年3月，以宣夢克、高文澤、王成城等為主要研發(fā)成員的學(xué)生團隊獨立研發(fā)的消防巡檢機器人正式亮相。

在防患于未然的前提下——自主智能巡檢與火災(zāi)早期預(yù)警，消防巡檢機器人力求將火災(zāi)“扼殺于搖籃之中”，最大限度保障人民生命財產(chǎn)安全

自動化與信息工程學(xué)院科協(xié)成員宣夢克、高文澤、王成城等自入學(xué)以來對自動控制、嵌入式開發(fā)、電子設(shè)計等領(lǐng)域有著濃厚的興趣，長期刻苦鉆研專業(yè)知識，積極參加各類實踐活動，活躍在自動化與信息工程學(xué)院科協(xié)與華為、維諦技術(shù)、良信等企業(yè)合作舉辦的科技創(chuàng)新競賽活動中，不斷深化專業(yè)知識素養(yǎng)，提高專業(yè)實踐動手能力與創(chuàng)新能力，積累下豐富經(jīng)驗。經(jīng)過企業(yè)、校方與學(xué)生團隊溝通協(xié)商，以宣夢克、高文澤、王成城等為主要研發(fā)成員的學(xué)生團隊開始了消防安全機器人的開發(fā)之路。

該學(xué)生團隊負責人宣夢克在接受記者采訪時，向記者介紹了這個由學(xué)生團隊一手研發(fā)的智能機器人：消防巡檢機器人。工作性質(zhì)特殊的巡檢機器人有兩只敏銳的“眼”——可見光成像攝像頭及紅外成像攝像頭。可見光成像攝像頭可實時記錄巡檢過程中的視頻圖像并傳輸至主控端；紅外成像攝像頭通過對溫度的敏銳檢測，能迅速發(fā)出火情警報；裝載攝像頭的云臺及底盤可自由轉(zhuǎn)動，機身配備有干粉滅火劑及警報器；結(jié)合激光雷達的智能導(dǎo)航和精準避障，火災(zāi)巡檢機器人可實現(xiàn)自主導(dǎo)航巡檢、火災(zāi)早期預(yù)警、自動滅火及聯(lián)網(wǎng)報警。

智能化也使該機器人在日常巡檢中可迅速根據(jù)現(xiàn)場情況，自主、智能地做出判斷：機器人若發(fā)現(xiàn)溫度異常會立即觸發(fā)警報并開啟遠程網(wǎng)絡(luò)警報；若發(fā)現(xiàn)火情，巡檢機器人可使用所攜帶滅火劑進行滅火，火情控制后可自動解除警報。消防巡檢機器人的應(yīng)用場景定位也十分廣泛，變電站、倉庫、實驗室、大型商場等。“根據(jù)使用場地人為構(gòu)建地圖，為機器人部署巡航路線及特定巡檢點后，我們的機器人可以實現(xiàn)自主巡檢、自主避障、高溫預(yù)警、自動滅火及報警功能多合一?！毙麎艨私榻B道。一旦投入應(yīng)用，巡檢機器人將成為這些地方的“保護神”。

目標清晰，方向一致——在不斷嘗試中將意外與偏差轉(zhuǎn)化為成長契機，消防巡檢機器人“落地生花”

面對龐大的、完整的研發(fā)目標，團隊成員有各自明確的分工，主要研發(fā)人員宣夢克負責總體方案設(shè)計和控制程序開發(fā)，高文澤主要負責通信程序和導(dǎo)航開發(fā)，王成城負責硬件設(shè)計和嵌入式程序開發(fā)，張金澳負責UI界面開發(fā)，毛靈俊負責機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。即使成員們都已“身經(jīng)百戰(zhàn)”，研發(fā)過程中也總有未預(yù)料到的意外。

宣夢克向記者講述了研發(fā)過程中一個角度傳感器的“從有到無”。消防巡檢機器人探測到火情后，為實現(xiàn)精準滅火，機器人滅火噴口需對準火情出現(xiàn)方向。團隊一開始決定使用角度傳感器，但磁場受到機器人機身的金屬干擾，角度數(shù)據(jù)采集始終不準確。

“如果修改這一部分的實現(xiàn)方法，必須要改動整體方案，一些成員認為解決該傳感器的誤差而不改動整體更好?！钡?jīng)過數(shù)次討論，數(shù)次更換傳感器后，效果始終不理想，最終團隊決定不使用該角度傳感器，更改系統(tǒng)方案，結(jié)合紅外攝像機，用圖像處理和導(dǎo)航結(jié)合，順利實現(xiàn)精確滅火。

“出乎意料的是，更換方案之后，展現(xiàn)出的效果更好，成本也更低?！毙麎艨嘶貞浀馈?/p>

機器人初步組裝完成后需不斷進行調(diào)試，而調(diào)試過程中出現(xiàn)一次又一次中斷，未預(yù)料到的情況接踵而至。在測試某個電的信號時，機器人突然發(fā)出電機轉(zhuǎn)動的聲音，無征兆地快速原地旋轉(zhuǎn)。

“當時團隊已經(jīng)完成了機器人的大部分功能測試和組裝，這是我們沒有預(yù)料到的情況?！毙麎艨嘶貞浧甬敃r的情形說道。按下急停按鈕，關(guān)閉電源，團隊成員對組裝部件挨個進行檢查，發(fā)現(xiàn)主控電路板上的電源被燒毀短路，再次對機器人進行了全面細致的排查后，才發(fā)現(xiàn)是一塊電路板和所安裝的金屬外殼未做絕緣處理，導(dǎo)致了主控電路板的短路?！斑@一事件導(dǎo)致了我們的進度推遲了將近一個星期，警示了我們細節(jié)的重要性。”等到機器人設(shè)計完成，鄭智聰老師幫助該團隊借到體育館場地參加最終調(diào)試并順利完成了調(diào)試內(nèi)容，消防巡檢機器人，終于“落地生花”。

此次消防巡檢機器人項目完全由學(xué)生獨立完成，對這個學(xué)生團隊來說研發(fā)難度很大。與此前參加過的競賽、活動相比，該機器人產(chǎn)品需面向市場，對其機器人的穩(wěn)定性、可靠性要求更高，還要讓產(chǎn)品與市場接軌且具備拓展性，對他們來說，是挑戰(zhàn)，同樣也是成長的機會。豐富的競賽經(jīng)歷和經(jīng)驗使成員們在面對突發(fā)問題時能更快地做出反應(yīng)。對宣夢克來說，此次研發(fā)同樣收獲滿滿。作為負責人，從整體架構(gòu)到方案實施，安裝開發(fā)，他不但需要全局把控，也需要考慮到每一個細小的部分。

“這次的機器人項目，我們每個人都有了很大提升，當克服一個個障礙實現(xiàn)既定目標時，真的能感受到發(fā)自內(nèi)心的快樂。”

不久的將來，消防巡檢機器人投入應(yīng)用后，將在預(yù)防控制火災(zāi)、保護人民財產(chǎn)安全領(lǐng)域不斷發(fā)揮重要作用。展望未來，這批年輕的學(xué)子正一步步在科技與智慧的路上，貢獻自己的力量。